JP4414099B2 - 真空プロセッサのワークピースのチャック解除方法および装置 - Google Patents

Description

【０００１】
（発明の分野）
本発明は、一般に処理中にワークピースを適所に保持するためのチャックを含む真空プラズマプロセッサに関し、より詳しくは、チャック解除を容易にする方法およびチャック解除を容易にするための装置に関し、そこでは処理中にワークピースを保持するためにチャックによってかけられる力が効果的にモニタリングされ、制御される。
【０００２】
本発明の別の態様は、静電チャックに印加される電圧が、前に処理されたワークピースがチャックから取り外されたときにチャックを通って流れる電流に応えて、チャックと電圧源の間を流れる電流に応えて制御されるこのようなプロセッサに関する。
【０００３】
（背景技術）
真空プラズマプロセッサは、ワークピース保持具を備える真空チャンバ、つまりプラズマがエッチングする、および／またはプラズマが材料を付着させる露呈面を有するワークピースを運ぶためのチャックを含む。エッチングおよび付着は、チャンバの中に１つまたは複数の適切な気体を入れること、および無線周波数（ｒ．ｆ．）フィールドを気体に適用することから生じるチャンバ内での低いインピーダンスプラズマの中のイオンによってとりわけ達成される。
【０００４】
ワークピース温度は、ヘリウムなどの不活性熱伝達気体をワークピースの背面に適用することにより制御される。熱伝達気体は、ワークピースと水によって冷却されるチャックの間の熱接触を改善する。典型的には、ワークピースとは、電気伝導性材料（つまり金属）、半導体または誘電ガラスシートから作られている相対的に薄い基板プレートである。ワークピースは、ワークピース背面で押す熱伝達気体の圧力に逆らってワークピースを適所に保持するためにチャックに締め付けられなければならない。
【０００５】
一定のワークピースを静電チャックから取り除くことは、特に、低い抵抗性の誘電ワークピースおよび中間抵抗性の誘電ワークピース（つまり、約１×１０¹⁵Ωｍ未満の抵抗性を備える誘電ワークピース）だけではなく、半導体ワークピースにとっての問題である。Ｂｉｒａｎｇらの第５，６１２，８５０号と同じ開示を有すると考えられるＢｉｒａｎｇらの第５，４５９，６３２号は、半導体ウェハチャック解除方法を開示し、そこではモノポールチャック電極に印加されるチャック解除電圧が、チャックされた位置にワークピースを維持するために使用される電圧の極性と同じ極性を有する。チャック解除電圧は、チャックとワークピース間の静電引力を最小限に抑えるためにチャック電圧とは異なる大きさを有する。チャック解除電圧に「最適な」値は、経験的に、あるいはワークピースがチャックの上に当初取り付けられているときに生じる電流パルスの振幅をモニタリングすることによって求められる。
【０００６】
ワークピースが最初にチャックに適用されるときにワークピースおよび静電チャックを通って流れる電流パルスの振幅をモニタリングすることは、ガラス、誘電ワークピースの処理には適用できない。これは、ワークピースが当初チャックの上に置かれるときには静電チャックと誘電ワークピースの間には電流が流れないためである。ガラスパネルの場合、新しいパネルが最初に静電チャックの上に引き下げられるとき電流パルスはない。これは、前に処理された誘電ワークピース上の残留粘着電荷が、ワークピースが静電チャックから取り外されたときに、その誘電ワークピースとともに離れたためである。
【０００７】
Ｂｉｒａｎｇらの、米国特許第５，４９１，６０３号に指摘されたように、他の２つのＢｉｒａｎｇらの特許に開示された方法は、非常に短い期間の電気的なパルスの精密な測定を必要とする。このような精密な測定手順を回避するために、第’６０３号特許は、静電電位をチャックに適用してから、ウェハとチャック間に気体を入れ、それからウェハとチャック間の気体漏れの速度を観察しつつ、チャックの静電電位を削減することによって「最適」電圧を計算するといういくぶん複雑な方法を開示する。最適チャック解除電圧は、漏れ速度が所定閾値を超えるときに発生する静電電位の値としてメモリ内に記録される。計算された最適電圧が、プラズマがオフにされるときに、あるいはオフにされた後にチャックに適用されるのは明らかである。プラズマがオフにされた後、ウェハはチャックから持ち上げられる。第’６０３号特許には、下降中にチャックを介してワークピースに適用されるガスの流量に応えて、ウェハ処理中、チャックに印加されるチャック電圧を制御するという開示はない。第’６０３号特許には、チャックによってウェハにかけられる力を、プラズマによるウェハ処理中に実質的に一定に維持するという開示もない。
【０００８】
Ｗａｔａｎａｂｅらの米国特許第５，１１７，１２１号は、バイポーラ静電チャックから半導体ウェハを解放する方法を開示する。半導体ウェハワークピースをバイポーラチャックに締め付けるには、所定の振幅および極性を有する第１ＤＣ電圧が、２つのチャック電極の間にかけられる。第１ＤＣ電圧によって締め付けられた後、およびワークピースがチャックから取り除かれる前、第１電圧の極性と反対の極性を有する第２ＤＣ電圧が、チャックが半導体ワークピースに適用している残留引力を排除するためにチャック電極に印加される。第２電圧は、第１極性の電圧の振幅より１．５倍から２倍高い振幅を有する。第２電圧は、第２電圧の振幅に逆比例する時間期間の間、バイポーラ電極に連続的に印加される。見かけ上、第１電圧および第２電圧は経験的に求められる。とにかく、第１電圧および第２電圧の振幅は、ワークピース処理中に行われる測定に応えて求められない。
【０００９】
したがって、本発明の目的は、真空プラズマプロセッサ内でワークピースを静電的にチャックするおよびチャック解除するための新規の改善された方法および装置を提供することである。
【００１０】
本発明の追加の目的とは、処理完了時に静電チャックからのワークピースの取外しを容易にするために、ワークピース処理中に静電チャックによってワークピースに対しかけられる力を効果的に、測定、制御し、それによってウェハのスループットを高める、および高めるための新規の改善された方法および装置を提供することである。
【００１１】
別の目的とは、処理完了時に静電チャックからのワークピースの取外しを容易にするためにワークピース処理完了時に静電チャックによってワークピースに印加される逆の極性の電圧を制御し、それによってウェハのスループットを高め、および高めるための新規の改善された方法および装置を提供することである。
【００１２】
（発明の概要）
本発明の１つの態様に従って、真空プロセッサのチャックからワークピースをチャック解除することは、ワークピース処理中にチャックによってワークピースにかけられるチャック力を効果的にモニタリングし、ワークピース処理中にワークピースにかけられるチャック力をモニタリングされた力に応えて制御することによって容易化される。
【００１３】
好ましくは、チャックは、静電チャックであり、チャック力はチャックの電極に印加される電圧を制御することによって制御される。力は、好ましくは、ワークピースにチャックを通して流体を流すことによってモニタリングされる。流体は、チャックに対してワークピースを移動させる傾向がある。チャックによってワークピースにかけられる力は、ワークピースに対して流体によってかけられる力とチャックがワークピースに適用する静電チャック力の組み合わせを含む。力は、ワークピースに作用する流体の流量を測定することによって効果的にモニタリングされる。好ましい実施形態においては、流体とは、ワークピースのための熱伝達流体である。
【００１４】
静電チャックおよびワークピースは、電圧が一定である場合に時間が進行するにつれて増加する傾向を有するそのようなものである。この傾向は、好ましくは、ワークピース処理中に静電力を実質的に一定のままとさせるような方法でチャック電圧を減少させることによって克服される。
【００１５】
本発明はチャックがワークピース処理中にワークピースに適用する力をモニタリングし、制御するので、第’６０３号特許の複雑かつ面倒な手順が回避される。さらに、本発明は、チャックがワークピースにかける力が、ワークピース処理中に実質的に一定となることができるようにする。ワークピース処理中にチャック力を実質的に一定に維持することは、とりわけ、それが（１）ワークピースに対するクーラントの流れがさらに正確に制御できる、例えば実質的に一定に維持することができるため、ワークピース温度のさらに正確な制御を可能とする、および（２）チャックからのワークピースの急速な取り外し、および高いワークピースのスループットを達成するためにワークピース処理が完了するときに、正しい時間間隔の間、正しい逆の電圧規模のチャックへの適用を可能にするためにきわめて有利である。
【００１６】
静電チャックからのワークピースの取外しを容易にするためには、静電チャックに印加される電圧の極性は、ワークピースの処理が完了するときに（つまり処理が完了する直前、または処理が完了するときに）逆転される。逆の電圧は、ワークピースへ印加されるチャック力を実質的に除去する。次にワークピースは、実質的にチャックから除去される。逆の電圧は、好ましくは、過去に処理されたワークピースがチャックから取り外されるときにチャックの中を流れている電流をモニタリングすることによって制御される。このように電流がモニタされた後、続いて処理される少なくとも１つのワークピースがチャックから取外される間にチャックがこの様なワークピースに加えるクランプ力を制御する。
【００１７】
逆電圧規模および期間は、好ましくはモニタリングされた電流に応えて制御される。逆電圧規模および期間は、チャックからチャック解除され、それによってチャックし直されないほどである。１つの実施形態においては、電流のモニタリングされたピーク値は、逆電圧を制御する。別の実施形態においては、所定の時間期間中モニタリングされた電流の積分値が逆の電圧を制御する。
【００１８】
本発明の前記のおよび追加の目的、特徴および利点は、特に添付図面と関係して解釈されるときに、その特定の実施形態の以下の詳細な説明を考慮するときに明らかになるだろう。
【００１９】
（発明を実施するための最良の形態）
いま、図面の図１が参照され、そこでは誘電基板をエッチングする、あるいは誘電基板上にフィルムを付着させるために使用できるプラズマプロセッサが、矩形の金属、好ましくは陽極酸化されたアルミニウム側壁１２によって形成されている電気的に接地され、密封された外面を有する右側の平行なパイプ配管として好ましくは構成されている真空チャンバ１０を含むとして示されている。真空チャンバ１０は、矩形の金属、好ましくは陽極酸化されたアルミニウムの底部端板１６、および誘電ウィンドウ構造１９を含む矩形上部端板構造１８も含む。チャンバ１０のこれらの外面の密封は、従来のガスケット（図示せず）によって実現される。
【００２０】
プラズマに対し励起できる適切な気体が、線路１５、ポート２０、および弁２１を介して気体源（図示せず）からチャンバ１０の内部に供給される。チャンバ１０の内部は、側壁１２内のポート２２に繋がれている真空ポンプ（図示せず）によって、典型的には０．５から１００ミリトルの範囲の圧力で、真空状態で維持される。真空チャンバ１０の中の気体は、実質的には、窓１９のすぐ上に取り付けられ、自動制御されているリアクタンス（図示せず）を含む整合ネットワーク２８を介してｒ．ｆ．源２６によって励起される平面状のコイル２４などの適切な電源によってプラズマ状態に励起される。しかしながら、プラズマ生成の任意の適切な方法が利用できることが理解されなければならない。
【００２１】
静電チャック３０は、電気的に絶縁するシート２９によってチャックから電気的に減結合される接地金属ベース２７を含むサポート構造でチャンバ１０の中に固定して取り付けられている。ベース２７は、底部端板１６に固定される。チャック３０は、プラスチックではない誘電基板、典型的にはフラットパネルディスプレイを形成するために使用される平らなガラス基板シートを含むワークピース３２を選択的に保持するように特に設計されている。ガラスは、受動的な電気特性を決定した、例えば、誘電定数および抵抗性を決定した複数の異なる種類の内の任意であってよい。ガラス抵抗性は、低抵抗性が約１×１０⁸と約１×１０¹¹オームメータ（Ωｍ）の間であり、中間抵抗性が約２×１０¹¹と約１×１０¹⁵Ωｍの間であり、高抵抗性が約１×１０¹⁵Ωｍを超えるように低範囲、中間範囲、または高範囲の１つを有することによって特徴付けられる。
【００２２】
抵抗性は、ガラス化学組成および温度に依存し、抵抗性は温度が上昇するにつれて低下する。ガラスワークピースのすべては、温度が１０℃上昇するたびに約２．５倍、抵抗性が低下する。ガラスワークピースの誘電定数は約５．６と７．７の間の範囲、つまり約６と２分の１である。低抵抗性範囲、中間抵抗性範囲および高抵抗性範囲での３つの例示的な種類のガラスの誘電定数および抵抗性は、表１の３行にそれぞれ述べられている。
【００２３】
【表１】

【００２４】
ガラスシートは、典型的には、１．１ｍｍという名目厚さ、±０．１ｍｍという厚さ公差、および非常に滑らかな表面を有し、最大ピーク間荒さは０．０２ミクロンである。ガラスシートは、生産時、わずかに曲がっていたり、波状になっている場合がある。多様なプロセスステップ、特に付着を経過した後に、ガラスシートは大幅にさらに曲がったり、波状となり、チャンバ１０内でのそのプラズマ処理中に基板シート３２を平らにするさらに大きな必要性を生じさせる。
【００２５】
ワークピース３２の温度は、典型的には、チャック３０を通して導管３４と弁３５を介して適切な源（図示せず）からワークピース背面に、つまり処理チャンバ１９内のイオンに露呈されないガラス基板の面にヘリウムガスを供給することによって、および水とエチレングリコールの混合物などのクーラント液体を、導管３７および弁３９を介してチャック３０に適切な源（図示せず）から供給することによって、２５°と１００℃の間であるように制御される。典型的には、ワークピース３２の背面に適用されるヘリウムガスの圧力は５から１５トル範囲にあり、導管３４を通るヘリウム流量は５から７０ｓｃｃｍ範囲にある。ヘリウムは、圧力変換器を通って導管３４の中に、弁棒およびその他方のアームがポンプへの制御された開放を有するオリフィスを通して繋がれている「Ｔ」接続部の一方のアームを介して源から流れる。すべての実施形態において、ワークピース背面に適用されるヘリウムの圧力は、導管３４内の流量制御装置によって実質的に一定に維持される。すべてのクーラント流量に関し、ワークピース３２の背面にかけられる気体の圧力は、チャック３０から離してガラスシート３２を押す、つまりチャックがワークピースに静電力をかけない場合に、チャックを基準にしてガラスシートを移動させるほど十分である。ヘリウムガスは、ワークピースとチャック３０間で熱を伝達することによって、つまり伝導によってワークピース３２を冷却する。チャック３０は、導管３４を介してそれに流れる液体クーラントのため、相対的に冷たいヒートシンクとして動作する。
【００２６】
チャック３０は、高い熱伝導率経路が、チャックを通って、導管３７を通って流れる冷却液から基板３２に提供されるように構築される。
【００２７】
ワークピース３２の背面は、溝がつけられているチャック表面の部分内を除き、チャック３０の平らな平面状の平面に当接する。チャック３０は、ワークピースの露呈面が平らであり、チャックの平らな平面状の面に実質的に平行な面内にあるように、ワークピースに力をかける。この結果は、ワークピース３２がチャック上に置かれたときに曲がったり、波状になる可能性があるとしても、および導管３４を通って流れるヘリウムガスがチャック３０の平らな平面状の面から離れてチャンバ１０の中に上方にワークピースを曲げる傾向にも関わらず達成される。また、チャック３０は、ワークピースの背面がチャック３０の平らな平面状の面の溝が付いていない部分に当接するとしても、ワークピース３２の背面のかなりの部分に接するように構築される。
【００２８】
図２および図３に示されているように、静電チャック３０は、低域無線周波数拒絶フィルタ（図示せず）を含む、プログラムされたＤＣ源３８の電圧端子４０に繋がれている高い伝導性の金属（好ましくはアルミニウム）プレートとして形成されている唯一の電極を有するモノポール素子である。チャンバ１０内でのプラズマによるワークピース３２の初期処理の間、端子４０での電圧は、ハウジング１０の金属壁に繋がれている接地端子４２における源３８の電圧を基準にして、典型的には数千ボルト、例えば５０００ボルトである。端子４２、チャンバ１０、およびチャンバ内のプラズマは、すべてほぼ同じＤＣ接地（つまり基準）電位である。電圧源３８は、端子４０が、接地端子４２での電圧を基準にして負または正どちらかの電圧であるように構築することができる。チャンバ１０内でのプラズマによるワークピース３２の処理の間、端子４０での電圧は、好ましくは、ワークピース３２の露呈面に対し相対的に低い移動度の正のイオンを引き付けるために端子４２に関して負である。負の極性は、それが、電源３８に対する有害な影響の尤度を削減するため有利である。
【００２９】
無線周波数バイアス電圧は、イオンエネルギー制御用のチャック３０に供給される。この目的のため、ｒ．ｆ．源６０は、整合ネットワーク６２をおよび直列ＤＣ阻止コンデンサ１６４を介して、チャック３０のプレート３６に繋がれる。きわめて可動性のプラズマ電子が、低い移動度の重いプラズマイオンよりはるかに大きな範囲までチャックに引き付けられるため、ＡＣバイアス電圧により、チャック３０は、負のＤＣ電圧まで充電されるようになる。
【００３０】
プレート３６の前部、つまりガラスワークピース３２に最も近いプレートの面は、好ましくはプレート３６の前面を完全に覆う陽極酸化された、除気しない層として形成される、保護電気絶縁物５９によって覆われている。絶縁物層５９の厚さは、典型的には約０．１ｍｍであり、決定された受動的な電気パラメータ、例えば、決定されたキャパシタンスおよび抵抗性につながる、求められた誘電定数および抵抗性を有する。
【００３１】
プレート３６の残りは、やはり除気しない（通常、プラスチックではなく、好ましくはセラミックである）材料から作られている、誘電電気絶縁体本体４４によって取り囲まれる。本体４４は、電極とチャンバ内のイオンの間に多大なＤＣ電位差があるように、電極プレート３６が、チャンバ１０内のイオンに電気的に接触するのを妨げる。この目的のため、絶縁体本体４４は、その中に凹部４６を有するプレートの形状をしている。金属プレート３６は、プレートの周辺端縁が本体４４のフランジ４８の内壁４７に接するように凹部４６の中に位置し、ワークピース３２は、基板がプレート３６の上面を完全に覆うようにプレート３６を基準にした寸法で作られる。
【００３２】
導管３４を通って流れるヘリウムガスが、ガラスワークピース３２の背面の多大な部分に接触することができるためには、プレート３６の滑らかな平面状の上面５３には、そのすべてが互いに及び導管３４と流体が流れる関係にある、間隔をあけて配置され、相互接続された溝５４（図３）が具備される。導管３４は、その導管及び溝が接続された中央穴５５を含むチャックにより、効果的にチャック３０を通して伸びる。ワークピース３２がチャック３０の上の適所に締め付けられると、ワークピースの露呈される平面状の上面が、上面５３に平行な平面の中で伸びる。絶縁物本体４４は、クーラント液体が通路を通って流れるように、導管３７との流体流量関係で通路６５を含む。絶縁物本体４４および金属プレート３６は、高い熱伝導率を有し、通路とワークピース３２の間には短い距離があるため、ワークピース３２から通路６５内のクーラントへ容易に伝達される。
【００３３】
動作中、前述された種類のガラス誘電基板ワークピース３２は、電極３６に繋がれているＤＣ源３８の電圧が、その付勢電源（図示せず）から切り離されているＤＣ源のためにゼロであるときに、絶縁層５９に置かれる。ワークピース３２が絶縁物４４によって完全に取り囲まれている層５９の上に置かれた後に、源３８は、その付勢電源に繋がれる。それから、冷却気体が、弁３５を開くことによって導管３４に供給される。
【００３４】
ワークピース３２は、チャック電極３６に電気的に繋がれ、チャックを通って垂直に延び、チャック上面の上に持ち上げられる一式の垂直に駆動される金属の持ち上げピン（図示せず）にワークピースを届けるロボットアーム（図示せず）によってチャック３０の上に置かれる。ワークピース３２がガラスであるため、ワークピース底面は電極３６および持ち上げピンの電圧とは無関係の電圧である。ピンが引き下げられると、ワークピース３２は絶縁物５９の上に載り、ピンから間隔をあけ置かれる。処理が完了した後、小さい締め付け力がチャック３０によってワークピース３２にかけられている間、ときどき、ワークピースはピンをワークピースに対して持ち上げることによってチャックから取り外される。それから、ピンは、処理されたワークピースをロボットアームへ戻す。
【００３５】
露呈された面は実質的にはチャンバ１０内の基準電位でイオンに接触するため、電荷層５８は、ガラスワークピース３２の露呈された上面の上に形成される。その結果、層５８は、チャンバ１０の接地電圧に近い基準電位である。源３８がオンにされ、開閉器６１が閉じられると、電流が端子４０から電極３６に流れ、変位電流が絶縁層５９およびガラスワークピース３２を通って電極３６から流れ、電流はチャンバ１０内のプラズマを通してワークピース３２の露呈上面からチャンバ壁部に、それから源３８の接地端子４２へ、流れ、回路を完了する。この電流の流れは、電極３６とワークピース３２の上面の間に形成されるコンデンサの誘電体の充電を生じさせる。源３８の電圧は、電極３６とワークピース３２の上面の間に形成されるコンデンサの誘電体上の電荷がワークピース３２と電極３６の間に、ワークピースをチャック３０に締め付けるほど十分な引力を生じさせるほど高い。
【００３６】
源３８の電圧は、ワークピース３２の厚さ全体の電荷がワークピース（つまり基板）を絶縁層５９の上面５３に締め付けるためにワークピース全体で引力を生じさせるほど十分に高い。ガラス誘電ワークピース３２を締め付けるために必要とされる源３８の電圧の値（典型的には約５０００ボルト）は、モノポール静電クランプに半導体または金属ワークピースを締め付けるために必要とされる電圧よりはるかに高い。高い電圧は、ワークピース３２および絶縁層５９の厚さ全体で電極プレート３６からワークピースの露呈面上の電荷層への締め付け圧力を確立するために必要である。通常、ワークピース３２にかけられる締め付け力は、導管３４を通って流れるＨｅによってワークピースの背面にかけられる力の約２倍である。
【００３７】
低抵抗性および中間抵抗性のガラスワークピースの場合、処理完了時に電荷および電圧が、ワークピース３２上に留まる傾向がある。ピンがワークピースをチャック３０から持ち上げるに時に、電荷および電圧がガラスワークピース上に残っている。ガラスワークピース３２はチャック３０から完全に解放されず、処理プラズマが前記電気回路を完了するように存在するときには、電荷はガラスワークピースの底部で閉じ込められ、イメージ電荷が上部および電極３６の上で形成する。イメージ電荷は、イメージ電荷がワークピース３２の底面上で閉じ込められている電荷に引き付けられるために電極３６上にある。
【００３８】
プラズマがワークピース上面を基準電圧に維持するようにチャンバ１０内にある間に、ワークピース３２がチャック３０から持ち上げられる時に、電極とワークピース底面間のキャパシタンスが低下するために、電荷は電極３６とワークピース上面の間で伝達される。その結果、ピンがガラスワークピースをチャック３０から持ち上げるにつれて、電流パルスが電極３６とガラスワークピース３２の底面の間で流れる。
【００３９】
電流パルスの振幅は、プレート３６と源３８の端子４０の間で繋がれる電流計によってモニタリングされる。メータ６１のピーク読取り値は、ピンがチャック３０からワークピースを持ち上げる時、残留電圧およびワークピース３２上の電荷に正比例する。代わりに、メータ６１によって感知される電流の瞬時の振幅は、ピンがワークピース３２を持ち上げ始めてから数マイクロ秒後に開始し、パルスが終了する前に終了する所定の期間検出される。前記メータ６１の瞬時の出力は前記期間中に積分される。コンピュータシステム６４が、ピーク振幅を決定するか、あるいはメータ６１によって感知される電流の値を積分する。後述されるように、続いて処理される少なくとも１つのガラスワークピース３２がチャック３０から取外される間にチャック３０がこの様なワークピースに加えるクランプ力を制御するために、コンピュータシステム６４はメータ６１の読みに応答する。
【００４０】
マイクロプロセッサ６６、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）６７、および読取専用メモリ（ＲＯＭ）６８を含むコンピュータシステム６４が、ｒ．ｆ．源２６および整合ネットワーク２８の反応インピーダンスをオン、オフすることだけではなく、源３８によって引き出される時間変化電圧の振幅、弁２１、３５、および３９の開閉も制御する。マイクロプロセッサ６６は、ＲＯＭ６８に記憶されているプログラムに対して、ＲＡＭ６７に記憶されている信号値に対して、および弁２１，３５、３９、高電圧源３８、およびｒ．ｆ．源２６を制御するために電流計６１によって感知されるパルス内の電流の振幅に対して応答する。さらに、マイクロプロセッサ６６は、整合ネットワーク６９のリアクタンスを制御するために、適切な変換器（図示せず）から引き出されるように、（１）源２６の出力電力および（２）源に反射し直される電力の値に呼応する。源２６の付勢だけではなく源３８、弁２１、３５および３９を制御するためにＲＯＭ６８の中に記憶されている動作も前述されている。整合ネットワーク２８のリアクタンスの制御を除く、マイクロプロセッサ６６によって実行される動作も手動で実行することができる。
【００４１】
フラットパネルディスプレイに使用されるさまざまな種類のガラスワークピースは、チャック３０からのガラス基板３２のチャック解除に影響を及ぼす、抵抗性およびキャパシタンスなどの異なる受動的な電気特性を有する。高抵抗性ガラス誘電基板３２は、チャック３０に締め付けられるとき、源３８によってチャックにかけられる電圧がゼロに削減されると基板から容易に解放される。前述されたように、私達は、低抵抗性誘電ワークピースおよび中間抵抗性誘電ワークピース３２が、チャックに印加される高電圧がゼロに削減されるときにチャック３０から解放されないことに気付いた。特に、異なる抵抗性は、ガラス誘電ワークピースの中に蓄積される電荷に影響を及ぼし、チャック３０からワークピースを迅速に取り外す能力に悪影響を及ぼすことがある。
【００４２】
図４ａ、図４ｂおよび図４ｃは、それぞれ（ａ）（金属プレート３６および絶縁物層５９を含む）チャック３０および締め付けられたガラス誘電ワークピース３２の断面図、（ｂ）図４ａの構造のほぼ同等な回路図、および（ｃ）図４ａの構造の近似回路図である。金属プレート３６とガラス３２間の絶縁物５９を備えることに加えて、図４ａに示されている構造は、絶縁物上面とガラスワークピース３２底面の間の真空隙間を含む。隙間は、多くの場合ジョンセン−ローベック（Ｊｏｈｎｓｅｎ−Ｒａｈｂｅｋ）隙間と呼ばれる。絶縁物５９、隙間およびガラスワークピース３２は、それぞれｄ_A、ｄ_JRおよびｄ_Gという既知の近似厚さを有する。絶縁物５９、隙間およびガラスワークピース３２のそれぞれのＤＣ源３８に対するインピーダンスは、抵抗器と平行のコンデンサとして表すことができる。キャパシタおよび抵抗は、それぞれ、電極プレート３６の上面と絶縁物層５９の上面の間のキャパシタンスおよび抵抗の場合Ｃ_A、Ｒ_A、絶縁物層５９の上面とガラスワークピース３８の、つまりジョンセン−ローベック隙間の底面の間のキャパシタンスおよび抵抗の場合、Ｃ_JR、Ｒ_JR、およびガラスワークピース３２の上面と底面の間のキャパシタンスおよび抵抗の場合Ｃ_G，Ｒ_Gによって図４ｂに表されている。絶縁物５９、ジョンセン−ローバック隙間およびガラスワークピース３２の平行な同等な受動回路構成部品は、互いにとって直列接続されている。隙間ワークピース３２の上面は、チャンバ１０内のプラズマのほぼ基準（つまり、接地）電圧である。絶縁層５９の底面は、源の抵抗に等しい、電極プレート３６と抵抗器Ｒ₀を通して、ＤＣ源３８の電源電圧（Ｖ_ESC）に接続される。ワークピース３２の底面は、処理中、源３８の電圧とワークピースの露呈面との間のいくらかの電圧になっている。
【００４３】
表１に関して前述されたように、中間ガラスワークピースおよび低抵抗性ガラスワークピースの場合、ジョンセン−ローベック隙間抵抗は、絶縁物層５９の抵抗よりはるかに大きく、絶縁物層５９は、順に、誘電ガラスワークピース３２の抵抗より大きい。チャック３０から低抵抗性ガラス誘電ワークピースおよび中間抵抗性ガラス誘電ワークピースをチャック解除する上で関連する重要な時間尺度の場合、絶縁物層５９とジョンセン−ローべック隙間３０の組み合わせは、絶縁物抵抗（Ｒ_A）および絶縁物キャパシタンス（Ｃ_A）にほぼ等しい抵抗およびキャパシタンスを有する単一層として処理することができる。
【００４４】
これは、図４ｃに示されているほぼ同等な回路につながり、そこでは絶縁物５９のキャパシタンスＣ_Aと抵抗Ｒ_Aの平行組み合わせは、ガラスワークピース３２のキャパシタンスＣ_Gおよび抵抗Ｒ_Gの平行な組み合わせと直列である。図４ｃの直列組み合わせ、つまりＲ_Aと平行なＣ_AおよびＲ_Gと平行なＣ_Gは、抵抗器Ｒ₀、源３８の抵抗と直列である。（図４Ｃの回路構成要素および結果として生じる計算は、実際には当てはまらないオーム（Ｏｈｍｉｃ）としてワークピース３２および絶縁物５９の抵抗を処理するため近似である。しかしながら、図４Ｃの回路構成要素および結果として生じる計算は、それらが、源３８の電圧がチャック３０に印加されなくなったときに高速と低速の時間定数および電圧極性逆転があることを示すため、有効であるほど十分に正確である）。
【００４５】
源３８からの電流が、それぞれ（１）抵抗器Ｒ₀ に亘る、（２）金属プレート３６の上面とガラスワークピース３２の底面の間（つまり、絶縁物層５９に亘る）、および（３）ガラスワークピース３２に亘るものである時間変化電圧Ｖ₀、Ｖ_A、およびＶ_Gを確立する。源３８によってプレート３６を含む静電チャック、絶縁物５９およびガラス誘電ワークピース３２に印加される電圧は、
Ｖ_ESC＝（Ｖ₀＋Ｖ_G＋Ｖ_A＋Ｖ_plasma）
であり、この場合Ｖ_plasmaは、プラズマがガラス絶縁基板３２の上部露呈面に加える電圧である。
【００４６】
ガラスワークピース３２にかけられる締め付け力は、
Ｆ＝ε_oＫ² _AＶ² _A（ｔ）Ａ／２ｄ² _A …… (1)
であり、この場合ｋ_Aは絶縁物層５９の誘電定数であり、εｏは自由空間の誘電率であり、Ａは絶縁物層５９の上面の面積に実質的に等しいガラスワークピース３２の底面の面積である。
【００４７】
Ｖ_ESCのステップ電圧遷移を引き起こす源３６のステップ電圧変更に応えて、Ｖ_A（ｔ）の値は、
Ｖ_A（ｔ）＝Ｃ_A ⁺ｅｘｐ（−Ａ⁺ｔ）＋Ｃ_A ^-ｅｘｐ（−Ａ^-ｔ）＋Ｖ_{A ∞} …（２）
であり、この場合、
Ａ^±＝（ｆ_Gｒ_G＋ｆ_Aｒ_A±ｓ）／２
Ｃ_A ^±＝［Ａ^±（Ｖ_{A ∞}−Ｖ_Ao）＋ｆ_A（ｒ_AＶ_Ao＋Ｖ_Go−Ｖ_ESC＋Ｖ_plasma）］／（±ｓ）
ｆ_G＝１／（Ｃ_GＲ_o）、ｆ_A＝１／（Ｃ_AＲ_o）、ｒ_G＝（１＋Ｒ_o／Ｒ_G）、ｒ_A＝（１＋Ｒ_o／Ｒ_A）
ｓ＝ｓｑｒｔ（（ｆ_Gｒ_G−ｆ_Aｒ_A）²＋４ｆ_Gｆ_A） （ｓｑｒｔは、平方根を示す。）
Ｖ_{A ∞}＝Ｖ₂（ｔ→∞）、Ｖ_Ao＝Ｖ_A（ｔ＝０）、Ｖ_Go＝Ｖ_G（ｔ＝０）
時間定数τ⁺＝１／Ａ⁺は、典型的には１秒未満であり、外部抵抗Ｒ₀を通して直列組み合わせキャパシタンス（Ｃ_G×Ｃ_A）／（Ｃ_G＋Ｃ_A）を充電することに対応する。時間定数τ⁺は、（Ｖ_G＋Ｖ_A）によって定められる同等な回路の総電圧の変化を支配し、ワークピース３２に対するチャック３０の適切なオン時間である。時間定数τ⁺に伴い発生する変化は、キャパシタンスＣ_AとＣ_Gの両方を通した変位電荷の等しい量の動きを含む。
【００４８】
静電チャック３０および誘電ワークピースの放電時間定数、τ^-＝ａ／Ａ^-は、抵抗器Ｒ₀、Ｒ_A、およびＲ_Gを通る直列コンデンサＣ_GおよびＣ_Aの上への電荷の自由な流れのためである。放電時間定数τ^-は、（１）絶縁物５９またはガラスワークピース３２の抵抗の小さい方、および（２）絶縁物５９またはワークピース３２のキャパシタンスの大きい方の積にほぼ等しい。小さい方の抵抗および大きい方のキャパシタンスは、それぞれＲ_GおよびＣ_Aである。中間抵抗ワークピースの積Ｒ_GＣ_Aは、典型的にはτ⁺より数桁大きい。τ^-は、通常、ガラス基板３２の静電チャックに対する締め付け力の漸次的な増加、およびソース３８の電圧がゼロに低下した後にチャック３０によってワークピース３２にかけられる残留締め付け力の消失を支配する時間定数である。
【００４９】
２個の時間定数τ⁺およびτ^-の影響は、図５の波形、正のステップ変化の後の０＜ｔ＜１２０秒の場合、Ｖ_ESC＝０ＶからＶ_ESC＝８００Ｖへ、および１２０秒後のＶ_ESC＝８００からＶ_ESC＝０へのステップ変化の時間の関数としての電圧Ｖ_GおよびＶ_Aの分析解によって示されている。図５の場合、Ｃ_AはＣ_Gより２０倍大きく、Ｒ_AはＲ_Gより数桁大きく、時間定数τ⁺は０．０４秒であり、時間定数τ^-は２０秒である。これらの構成要素および時間定数の値は、市販されているフラットパネルディスプレイに使用されるある特定の中間抵抗性ガラスの場合の４０℃という温度用である。ワークピース３２の露呈面が接地している間に８００Ｖレベルが絶縁物５９に印加されると、電圧総計（Ｖ_G＋Ｖ_A）は時間定数τ⁺に伴い急激に８００Ｖまで上昇する。Ｖ_GとＶ_A間の初期の電圧分割は、容量性分圧器比率によって確立される。８００Ｖソースの初期の投入後、Ｖｃは低下し、締め付け電力Ｖ_Aは、時間定数τ^-に伴いガラスワークピースおよび絶縁物の分圧器値値に向かって上昇する。ｔ＝１２０秒のとき、ＥＳＣ電圧はオフ、つまりＥＳＣ＝０にされ、総計電圧は時間定数τ⁺に伴いゼロに急速に減少する。小さい方の積Ｃ_A×Ｒ_AまたはＣ_G×Ｒ_GのあるコンデンサＣ_AまたはＣ_Gでの電圧は、小さい方の時間定数τ⁺とともに極性を変更し、それから両方のコンデンサでの電圧が長い方の時間定数τ^-に伴い消失する。
【００５０】
フラットパネルディスプレイの製造で使用されるさまざまなガラスの抵抗性は（表１に示すように）５桁以上変化するので、時間定数τ^-もきわめて可変であり、すべての種類のガラスに対して１つのチャック解除手順が有効なわけではない。
【００５１】
チャック３０に締め付けられている低抵抗性ガラスワークピースおよび中間抵抗性ガラスワークピースの場合Ｒ_AＣ_A＞Ｒ_GＣ_Gであるため、電極３６によって絶縁物５９を通ってこのようなワークピースの底面に印加される締め付け電圧Ｖ_Aは、チャック３０が源３８によって一定の振幅ＤＣ電圧を供給された後に時間とともに上昇する。適切なチャック解除時間を達成するためには、プラズマによるワークピース処理中に、導管３７を通って流れる冷却流体の力に逆らってワークピース３２を元の場所に膠着したままとするのに十分なほぼ一定の値で締め付け電圧Ｖ_Aを維持することが望ましい。これは、ワークピースが締め付けられた後に源３８によってチャック３０に適用される電圧の値を、時間の関数として削減することによって達成することができる。
【００５２】
理想的には、誘電ガラスワークピース３２の処理中にチャック電圧Ｖ _A およびチャック力を実質的に一定に保つために、源３８によって得られるＶ _ESC の値は指数関数的に低減することが好ましい。しかしながら、指数関数をＲＯＭ３８にプログラムすることは幾分難しく、高圧源の振幅を時間とともに指数関数的に低減する関数のように制御することも幾分難しい。指数関数的に減少する電圧およびそれによって達成される効果は、源が、ガラス誘電ワークピース３２のチャンバ１０内でのプラズマによる処理中に時間で分けられた低下するステップ電圧を導出するように、マイクロプロセッサ６６に源３８を制御させるプログラムを記憶するＲＯＭ６８によって大部分近似することができる。例えば、処理中に急激に低下する電圧は、ガラス誘電ワークピース３２処理の最初の１５秒間にプレート３６に−１５００ボルトという電圧を初期に印加する源３８によって近似することができる。それから、ＲＯＭ６８は、ワークピース処理の１５秒と４５秒の間に存在する期間、−８００ボルトまで源３８の出力電圧を低下させるためにマイクロプロセッサ６４を制御する。それからＲＯＭ６８は、処理時間の４５秒から７５秒の間隔中に源３８の電圧が−６００ボルトに低下するように、マイクロプロセッサ６６を制御する。処理時間の７５秒後、ＲＯＭ６８により、マイクロプロセッサ６６は、源３８の出力電圧を−５００ボルトに低下させる。約６０秒の期間を有する相対的に短いプロセスを使用して、このような処理シーケンスは、絶縁物５９内の溜められている締め付け電荷を、ガラスワークピース３２を損傷なく絶縁物から持ち上げることができるほど十分に低くすることができる。このプロセスは、特に、中間抵抗性ガラスワークピースに適用できる。高い抵抗性のガラスワークピースは、プログラムされた電圧源を利用する必要はなく、従来の技術による定電圧技法がチャック解除の目的に適している。
【００５３】
追加実施形態に従って、源３８の電圧は、チャック３０がワークピースに加えるクランピング力がほぼ一定となるように、ワークピース３２が処理中である間、連続して制御される。このような結果は、ワークピース３２の背面に対する導管３４を通って流れるヘリウムクーラントの流量を一定に、設定されたポイント値に維持するために源３８の電圧を制御することによって達成され、それによって締め付け力は、ワークピース処理中実質的に一定である。
【００５４】
この目的のため、流量センサー７０が、バルブ３５と穴５５の間のヘリウム導管３４で接続される。センサー７０は、例えば、数秒などの相対的に長い時間間隔で平均化されるようなヘリウム流量に比例する信号を作成する。センサー７０の平均化された出力は、実際上、チャック３０がワークピース３２に印加するチャック力を示す。信号は、それがＲＯＭ６８に記憶されている事前設定流量信号値と比較されるマイクロプロセッサ６６の入力に供給される。比較の結果、ワークピース処理中にワークピース３２に適用される締め付け力チャック３０をほぼ一定に維持するために電源電圧が変えられるように、マイクロプロセッサ６６が源３８に連続して適用する相対的に長い時間定数制御が生じる。マイクロプロセッサ６６は、比較から生じる誤差（差異）信号を比例積分微分（ＰＩＤ）制御装置に適用することによって、好ましくは、源３８の電圧を制御するためにプログラムされる。短い時間定数制御は、基板３２の背面上でヘリウムガスによって実行されるガス圧力に呼応して従来の圧力センサー（図示せず）によって提供される。マイクロプロセッサ６６と組み合わされる圧力センサーは、弁３５および線路３４に供給されるヘリウムガスの圧力を制御する。
【００５５】
センサー７０の出力信号に応えた源３８の電圧の制御は、ヘリウム流量が（１）ワークピース３２でのチャック３０による締め付け力の増加に応えて減少し、（２）ワークピース３２でのチャック３０による締め付け力の低下に応えて増加するという理解に基づいている。源３８が、チャック３０に一定ＤＣ電圧を初期に印加するとすぐに、ワークピース３２にかけられる締め付け力が急激に高まり始め、導管３４を通るクーラントの流量を低下させる。低下した流量は、センサー７０によって検出され、マイクロプロセッサ６６に、ソース３８が、締め付け力がほぼ一定のままとなるようにチャック３０に適用するＤＣ電圧を低下させる。動作は、ワークピースが処理される時間中、このようにして続行される。
【００５６】
多くの中間抵抗性ガラスワークピースおよび低抵抗性ガラスワークピース、特にプラズマによって１分より長く処理されるワークピースの場合、処理間隔の完了時にワークピースに蓄積される電荷は、たとえ源３６によってワークピースに供給される電圧が時間の関数として低下したとしても、ワークピースがピンによってチャック３０から取り外されるのを防ぐほど十分に大きいらしい。これらの状況においては、ワークピースの処理が完了した後、およびワークピース露呈面での電圧がほぼゼロとなるように、低い電力プラズマがチャンバ１０内にある間に、ＲＯＭ６８はマイクロプロセッサ６６を起動し、源３８に、端子４０に供給された電圧の極性に反対の極性を有するＤＣ電圧を供給させる。反対の、つまり逆の極性電圧は、源３６の電圧が処理中に削減された後に印加される。
【００５７】
第２実施形態に従って、源３８によって端子４０に供給される逆の極性電圧の振幅は、＋４０００ボルトなどの相対的に高い値で事前に決定される。＋４０００ボルトという値は、源３６の電圧が処理中、実質的には−１５００Ｖ、−８００Ｖ、−６００Ｖおよび−５００Ｖである状況に適用可能である。逆の極性の電圧規模は、Ｖ_A（電極３６の上面とガラスワークピース３２の底面の間の電圧）がゼロとなり、それによりＶ_G（ガラスワークピース３２の上面と底面の間の電圧）の多大な上昇を引き起こすように選択される。
【００５８】
逆の極性電圧の規模は、絶縁物５９およびガラスワークピース３２の相対的なインピーダンスが、源３８の電圧の５％から１０％だけがコンデンサＣ_A全体で作成されるようであることを念頭に置いて、この結果を達成するほど十分でなければならない。このチャック解除方法は、定期的なチャック解除時間定数τ^-が非常に長いときのケース用である。非常に長い時間定数τ^-は、例えば、ガラスワークピースが高温処理中に膠着する場合に発生できる。高温はワークピース抵抗を削減し、このようにして、膠着／チャック解除時間定数をさらに低い温度での場合よりさらに速くする。しかしながら、処理後、チャック解除を、はるかにゆっくりとした時間定数を生じさせるさらに低い温度で発生させるプラズマは消される。例えすべてのコンデンサでのすべての電荷が時間定数τ^-に伴いゼロまで消失するのに非常に長い時間を要するとしても、任意の１つの特定のコンデンサでの電圧は、依然としてその他のコンデンサでの電圧を上昇させるという犠牲を払って、高速時間定数τ⁺でゼロに削減することができる。しかしながら、この方法は、（この同等回路モデル内での）電圧Ｖ_Aだけが直接膠着力に関係するため、膠着したワークピースを解放するために使用することができる。このチャック解除方法にとって、τ⁺より長い時間以外に、逆の極性電圧が印加されなければならない任意の特定の時間の長さはない。
【００５９】
コンデンサＣ_A全体での電圧がゼロに低下した後、チャンバ１０のプラズマはマイクロプロセッサ６６閉鎖弁２１およびオフ切り替えｒ．ｆ．源によってオフにされる。それから、マイクロプロセッサ６６は、電極３６が依然として電圧源３８に接続されている間に、１ミリトル未満（好ましくは、少なくとも約１ミリトル未満）の圧力までチャンバ１０を吸引するためにポンプ（図示せず）を起動する。これにより、プラズマを通ってチャンバ壁１２までの回路が破壊される。それから、マイクロプロセッサ６６は、源３８の電圧にゼロに削減されるように命令する。電圧Ｖ_Aの値はゼロのままとなり、電圧Ｖ_Gの値は相対的に大きいままとなる。
【００６０】
それから、マイクロプロセッサ６６は、持ち上げ装置ピンに、チャック３０からガラスワークピース３２を取り外すように命令する。電圧Ｖ_G（ガラスワークピース３２の上面と底面間の電圧）は、ピンがチャック３０からワークピースを持ち上げた後までもきわめて高いままとなる。それから、マイクロプロセッサ６６は、チャンバ１０での不活性プラズマの形成を引き起こすことによって電圧Ｖ_Gの値を実質的にゼロまで削減させる動作を実行する。プラズマは、好ましくは、例えばアルゴンなどの不活性イオン化可能ガスをチャンバ１０の中に入れ、整合ネットワーク２８およびコイル２４を介して源２６から気体に対しｒ．ｆ．フィールドを適用することによって形成される。代わりに、持ち上げられたワークピース３２での電荷は、チャンバ１０内でのＤＣタウンゼント放電に点火することによって除去される。
【００６１】
ステップは、ワークピース３６が、電極３２に印加される源３６のチャック電圧がゼロに削減される前に、チャック３０から取り外されるように整理することができる。それから、ピンが、逆の極性電圧が、コンデンサＣ_Aの電圧をほぼゼロにさせるのに十分な長さの時間の間オンであったときに、チャック３０からガラス基板３２を持ち上げる。源３８の電圧が過去にゼロまで削減されなかった場合には、源の電圧はそれからゼロに削減される。
【００６２】
第１の逆の極性実施形態においては、逆の極性の電圧が、実質的に等しい電荷がコンデンサＣ_AとＣ_Gに存在する、つまり（絶縁物５９の底面とワークピース３６の底面の間の体積によって定められる）コンデンサＣ_Aと（ワークピース３２の底面と上面の間の体積によって定められる）コンデンサＣ_Gの間に電荷の均衡状態が存在するまで源３８によってプレート３６に供給される。コンデンサＣ_AおよびＣ_G全体でほぼ等しい電荷があるとき、コンデンサＣ_A全体での電圧はＶ_A＝Ｖ_GＣ_G／Ｃ_Aである。ＲＯＭ６８は、Ｖ_A＝Ｖ_GＣ_G／Ｃ_Aのときに、マイクロプロセッサ６６が、端子４０での源３８の電圧を端子４２での接地電位まで削減するようにプログラムされている。端子４０での電圧がゼロに削減された後に、電圧Ｖ_AおよびＶＣは、短い時間定数τ⁺で迅速に消失する。
【００６３】
Ｒ_G、Ｒ_A，Ｃ_G、およびＣ_Aの求められた値に基づき、Ｖ_Aの値は、異なる抵抗性およびキャパシタンスを有するガラスワークピースに関して計算される。Ｖ_Aの計算値から、時間期間は、ワークピース処理完了時に、端子４０での逆の極性電圧４０のさまざまな値に関して均衡のとれた電荷状態に到達するために計算される。これらの時間はＲＯＭ６８に記憶され、逆の電圧が源３８によって端子４０を介してプレート３６に印加される時間の長さを制御するためにマイクロプロセッサ６６に供給される。例えば、印加された逆の電圧が４，０００ボルトという大きさを有する場合、Ｃ_GおよびＣ_Aの電荷の等化はある特定のガラスワークピースの場合５３秒で達成される。５３秒では、このようなワークピース３２の上部面と下部面間の電圧は約−３，８３０ボルトであるが、絶縁物５９の下部面とワークピースの下部面の間の締め付け電力は約−１７０ボルトである。電荷の等化が発生すると，マイクロプロセッサ６６は、源３６の電圧をゼロに削減し、締め付け電圧Ｖ_Aは迅速にゼロまで放電する。それから、持ち上げピンがチャック３０からワークピース３２を取り外す。
【００６４】
電荷均衡実施形態は、特に低抵抗性ガラスワークピースに適用可能である。逆の極性の電圧は，ワークピースが膠着するのを妨げるほど十分に長い時間の間持ち上げられる。電荷均衡逆極性実施形態は、充電時間定数τ^-に関連する。
【００６５】
電荷均衡実施形態においては、電圧は、逆の極性プロセスの開始時に、電圧の比率｜Ｖ_ESC｜／Ｖ_Aにほぼ等しい。比率｜Ｖ_ESC｜／Ｖ_Aは、キャパシタンス比率Ｃ_A／Ｃ_Gほど高い場合がある。したがって、電荷均衡逆極性プロセスは、チャック解除動作の時間の長さを１０倍または２０倍という係数で低下させる。低抵抗性ガラスワークピースの場合、これは、ワークピースが、ほぼ１，０００秒の代わりに、約５０秒以内に解放されることを意味する。しかしながら、電荷均衡逆極性プロセスは、中間抵抗性を有するガラスワークピースにとっては過剰に長い。
【００６６】
第１の逆極性実施形態での逆の極性の電圧は、好ましくは、ワークピース３２がチャック３０から持ち上げられるにつれて、（絶縁物５９の下部面とワークピース３２の下部面の間の）コンデンサＣ_Aでの締め付け電荷の量によって制御される大きさを有する。ある特定のバッチ内でのガラスワークピースの受動的な電気パラメータが類似しており、抵抗性がワークピース温度の関数であるため、ワークピースがチャック３０から持ち上げられる時点でのある特定のワークピースのコンデンサＣ_Aでの電荷量は、好ましくは、次に処理されるワークピースのためにチャック３０に源３８によって印加される逆の極性の電圧の振幅を制御する。事実上、ある特定のワークピースがチャック３０から取り外される時点でのコンデンサＣ_Aでの電荷は、次の複数の（例えば、約１０までの）ワークピース３２のチャック３０からの取外しの間の逆の極性の電圧の大きさおよび／または期間を制御するために使用することができる。
【００６７】
ある特定のワークピース３２がチャック３０から持ち上げられる時点でのコンデンサＣ_Aの電荷をモニタリングするため、不活性ｒ．ｆ．プラズマがチャンバ１０にある間に持ち上げピンがチャック３０から該特定のワークピース３２を取り外す一方で、電流計６１は、端子４０およびチャック３０のプレート３６を通って流れる電流パルスに応える。不活性ｒ．ｆ．プラズマは、プラズマ処理が完了し、処理プラズマが消えた後に、チャンバに適用される。マイクロプロセッサ６６は、１つまたは複数のそれ以降の逆の極性の電圧ステップの間に印加される帯電量を制御するために、メータ６１によって検出されるピーク電流パルス振幅または統合電流に応える。メータ６１が逆の電圧電荷を制御した前回を基準にした逆の極性の電圧によって適用される電荷差異の量は、メータ６１が、メータ６１の前に検出された読取り値を基準にして検出する電流に反比例する。
【００６８】
第１実施形態においては、メータ６１の読取り値が、逆の極性の電圧の振幅および／または逆の極性の電圧がソース３８によってチャック３０に印加される時間の長さを制御する。理想的には、基板が完全にチャック解除されたのであれば電流は流れない。最も最近のピーク電流が、直前のピーク電流を基準にして振幅を増加すると、マイクロプロセッサ６６は適用される逆の電圧の振幅および／または逆の電圧が印加される時間の長さを増加する。しかしながら、最も最近のピーク電流が、直前のピーク電流を基準にして振幅で負である場合には、マイクロプロセッサ６６は、印加された逆の極性の電圧の振幅、および／または逆の極性の電圧がチャック３０に印加される時間の長さを低下させる。
【００６９】
低抵抗性誘電ガラスワークピースおよび中間抵抗性誘電ガラスワークピースの電気抵抗性は、表１（前記）に示されるようなワークピース温度に強く依存する。図６は、温度の関数としての典型的な中間抵抗性ガラスの放電時間定数τ^-のプロットである。抵抗性は、ガラスワークピース温度が１０℃上昇するたびに約２．５倍低下するため、暖かいガラスワークピースは、チャックに対する同じ初期力によって膠着されている冷たいガラスワークピースよりさらに迅速にチャック解除する傾向がある。この現象を利用するために、ワークピース温度は、チャック解除が完了するまで、高レベルでほぼ一定に維持されるか、あるいはワークピース処理の完了時でいくぶん高められる。
【００７０】
ワークピース３２の処理中、プラズマはワークピース温度を、８０℃などの相対的に高い値に上昇させる。８０℃では、ガラスワークピース３２は、ガラスが２０度などのさらに低い温度で有するより著しく低い抵抗性を有する。しかしながら、ワークピース３２の処理の完了には、ＲＯＭ６８が、マイクロプロセッサ６６に、チャンバ１０内でのプラズマを消すために、処理ガス供給導管での弁２１の閉鎖およびｒ．ｆ．源２６の遮断が伴う。プラズマが消されるため、ワークピース３２の温度は低下する傾向がある。
【００７１】
ワークピース処理が完了した後に、ワークピース３２を高められた温度で維持するために、ＲＯＭ６８は、マイクロプロセッサ６６に、マイクロプロセッサに、プラズマ消火と実質的に同時にヘリウム冷却線路３４の弁３５を閉鎖させる信号を供給する。ヘリウムがチャックの中に流れ込まないときには、ワークピース３２とチャック３０の間の熱接触は不十分であるため、ワークピースは、それが処理の終了時に有していた相対的に高い温度および低い電気抵抗性のままとなる。低い電気抵抗性は、逆極性手順中のチャック３０からのワークピース３２のチャック解除を改善する。
【００７２】
逆の極性手順が第２実施形態に関して完了した後、およびピンがワークピース３２をチャック３０の上に配置する間、ワークピース３２の上面と底面間の電荷は、前述されたように、数秒間低い電力不活性プラズマをオンにすることによって除去される。ワークピース３２全体での電荷も、数ミリトルという圧力でのアルゴンまたは酸素などのイオン化可能な気体を弁２１を解してチャンバ１０内に入れることによって、ガラスワークピースの表面全体でＤＣタウンゼント放電を確立することによって、このようにして消失することができる。第１の逆の電圧実施形態の場合、ピンが、ワークピース上面と底面の間の電荷を除去するためにワークピースを持ち上げる間、プラズマはオンである。
【００７３】
説明され、示された本発明の特定の実施形態があったが、特に示され、説明される実施形態の詳細での変化が、添付クレームに定められるように本発明の真の精神および範囲から逸脱することなく加えられてよいことは明らかだろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】 ガラス誘電シートワークピースを所定の場所に保持するための静電チャックを含む真空プラズマプロセッサの概略図である。
【図２】 ガラス誘電シートワークピースと組み合わされて、図１のプロセッサで使用されるように特に適応されるモノポール静電チャック実施形態の側面断面図である。
【図３】 ガラス、静電シートワークピースが所定の場所にない図２に示されている構造の平面図である。
【図４】 それぞれ、ガラス誘電ワークピースを締め付けるモノポール静電チャック、ワークピースを締め付けるチャックの同等な回路、およびワークピースを締め付けるチャックのほぼ同等な回路の断面図である。
【図５】 中間抵抗性ガラスワークピースを締め付けることを含む、本発明のある実施形態を説明する上で有効な波形である。
【図６】 典型的な中間抵抗性ガラスワークピースの温度の関数としての放電時間定数（τ^-）の近似同等プロットである。
【図７】 本発明の追加実施形態の部分概略図であり、そこでは処理中にチャックに印加される電圧は、クーラントの流量定数を維持するために制御される。

Claims (15)

1. 電極（３６）付きの静電チャック（３０）を有する真空プラズマプロセッサチャンバ（１０）でワークピース（３２）を処理する方法であって、ワークピースをチャックに適用すること、ＤＣチャック電圧（３８）を前記電極に適用することによってチャック上にワークピースを保持すること、（ａ）ＤＣチャック電圧が前記電極に印加され、且つ（ｂ）ワークピースがチャック上にある間にチャンバ内のプラズマでワークピースを処理すること、ワークピースの処理が完了した後、およびチャックがワークピースに実質的に力をかけない間にチャックからワークピースを取り外すこと、ワークピースがチャックから取り外されるときにチャック内を流れるチャック電流（６１）をモニタリングすること、前記モニタリングの際に処理されたワークピースに続いて処理される少なくとも１つのワークピースのために、前記モニタリングされた電流に応じてチャックの前記電極に印加される逆極性のＤＣ電圧を制御することを備える。
2. 前記チャックに印加されるＤＣチャック電圧（３８）が、第１極性を有し、前記チャックに印加されるＤＣチャック電圧が、前記取外しステップ前に第２極性に逆転される請求項１に記載の方法。
3. 前記制御ステップが、前記逆極性のＤＣ電圧の大きさを制御することを含む、請求項１または２に記載の方法。
4. 前記制御ステップが、前記逆極性のＤＣ電圧を印加する時間を制御することを含む、請求項１または２に記載の方法。
5. 前記モニタリングされる電流が、ワークピースがチャックから取外されるときにチャックを流れる電流パルスのピーク値である、請求項１から４のいずれかに記載の方法。
6. 前記モニタリングされる電流が、ワークピースのチャックからの取り外しの間の所定期間中にチャック内を流れる電流の積分値である、請求項１から４のいずれかに記載の方法。
7. 前記逆の電圧が、ワークピースがチャックからチャック解除され、再びチャックされないようになっている、請求項１から６のいずれかに記載の方法。
8. チャックがワークピースにかける静電力がＤＣ電圧が一定である場合に時間が進むにつれて増加する傾向を有し、静電力がワークピース処理中に実質的に一定のままとなるようにワークピース処理中にＤＣチャック電圧が低下するように、チャックおよびワークピースが構成されている請求項１から７のいずれかに記載の方法。
9. ワークピース処理中にチャックを通して流体（３４）をワークピースに対し作用させることをさらに含み、流体がチャックを基準にしてワークピースを移動させる方向に作用し、チャックによってワークピースに印加される正味の力が流体力と静電力の組み合わせであり、ワークピースに作用する流体の流量をモニタリングすることにより前記正味力をモニタリングすることを含む、請求項１から８のいずれかに記載の方法。
10. 前記流体が、ワークピース温度を制御する熱交換流体である、請求項９に記載の方法。
11. 前記ＤＣチャック電圧が、ワークピース処理中に値の全範囲に亘って低下する、請求項１から１０のいずれかに記載の方法。
12. 前記時間が進むにつれて値の全範囲に亘って低下するＤＣチャック電圧が、連続して低下するとともに所定の底を有する指数関数に近似している、請求項１１に記載の方法。
13. 前記時間が進むにつれて値の全範囲に亘って低下するＤＣチャック電圧の値が、所定の底を有する指数関数に近似して段階的に低下するようになっている、請求項１１に記載の方法。
14. ワークピース処理中にチャックがワークピースにかける力をモニタリングすること（７０、６４）、およびモニタリングされる力に応じて、前記値の全範囲に亘って低下するＤＣチャック電圧を導出する（６４，３８）ことをさらに含む、請求項１１から１３のいずれかに記載の方法。
15. 請求項１から１４の何れかの方法を実行するための装置。

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